钴铬钼粉
CoCrMo 是一种钴铬钼合金粉末,广泛应用于需要耐磨性和生物相容性的生物医学、牙科、航空航天和工业应用领域的金属增材制造。
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钴铬钼粉概述
CoCrMo 是一种钴铬钼合金粉末,广泛应用于需要耐磨性和生物相容性的生物医学、牙科、航空航天和工业应用领域的金属增材制造。
本文详细介绍了 CoCrMo 粉末的成分、特性、AM 工艺参数、应用、规格、供应商、处理、检验、比较、优缺点和常见问题。关键信息以易于参考的表格形式呈现。
钴铬钼粉的成分
钴铬钼合金粉的成分为
要素 | 重量 % | 目的 |
---|---|---|
钴 | 58-69 | 基质元素,生物相容性 |
铬 | 26-30 | 耐腐蚀、耐磨损 |
钼 | 5-7 | 强度、耐磨性 |
碳 | 0.05-0.35 | 硬质合金成形器 |
硅 | 1 最大值 | 脱氧剂 |
锰 | 1 最大值 | 脱氧剂 |
铁 | 0.75 最大值 | 污染限度 |
高含量的钴具有生物相容性,而铬和钼则赋予其强度和耐磨性。
钴铬钼粉的特性
钴铬钼粉的主要特性包括
物业 | 说明 |
---|---|
生物兼容性 | 与人体组织的兼容性极佳 |
耐磨性 | 高耐磨性和抗滑动磨损性 |
耐腐蚀性 | 耐体液和许多化学品 |
实力 | 加工硬化后拉伸强度高达 1310 兆帕 |
硬度 | 时效硬化时硬度可达 54 HRC |
疲劳强度 | 适用于循环动态负载 |
这种特性可用于承重植入物和装置。
钴铬钼粉末的 AM 工艺参数
印刷钴铬钼粉的典型参数包括
参数 | 典型值 | 目的 |
---|---|---|
层高 | 20-50 μm | 分辨率与构建速度 |
激光功率 | 150-400 W | 无汽化的熔化条件 |
扫描速度 | 400-1200 毫米/秒 | 密度与生产率 |
舱口间距 | 80-120 μm | 机械性能 |
支持 | 树形或格子形 | 悬臂、内部通道 |
热等静压 | 1220°C,100 兆帕,3 小时 | 消除气孔 |
根据密度、微观结构、成型率和后处理要求定制参数。
3D 打印钴铬钼合金部件的应用
AM CoCrMo 部件可用于:
行业 | 应用 |
---|---|
医疗 | 膝/髋关节植入物、牙冠、手术工具 |
航空航天 | 涡轮叶片、发动机部件 |
汽车 | 阀座、涡轮增压器轮毂 |
工业 | 耐磨工具、法兰、密封件 |
石油和天然气 | 阀门部件、泵 |
与锻造钴铬钼合金相比,其优点包括复杂的几何形状、定制植入体、降低成本和缩短交货时间。
AM 用 CoCrMo 粉末的规格
钴铬钼粉必须符合严格的规格要求:
参数 | 规格 |
---|---|
粒度范围 | 15-45 μm 典型值 |
粒子形状 | 球形形态 |
表观密度 | > 4 克/立方厘米 |
水龙头密度 | > 6 克/立方厘米 |
霍尔流量 | > 23 秒(50 克 |
纯净 | >99.9% |
氧气含量 | <1000 ppm |
可定制尺寸分布和控制水分含量。
钴铬钼粉供应商
信誉良好的钴铬钼粉供应商包括
供应商 | 地点 |
---|---|
木匠添加剂 | 美国 |
山特维克鹗 | 英国 |
Erasteel | 瑞典 |
AP&C | 加拿大 |
LPW 技术 | 英国 |
Arcam AB | 瑞典 |
根据质量和订单量,定价从 $50/kg 到 $120/kg 不等。
钴铬钼粉的处理和储存
作为一种活性材料,谨慎处理 CoCrMo 粉末至关重要:
- 将密封容器存放在远离湿气、酸性物质和火源的地方
- 防止暴露于空气中,使用惰性气体衬垫
- 将设备接地以消除静电
- 避免灰尘积聚,使用除尘设备
- 建议进行局部通风
- 遵守安全数据表中的注意事项
正确的技术可确保最佳的粉末状态。
钴铬钼粉的检验和测试
质量检测方法包括
方法 | 测试参数 |
---|---|
筛分分析 | 粒径分布 |
扫描电子显微镜成像 | 颗粒形态 |
EDX | 化学和成分 |
XRD | 存在的阶段 |
Pycnometry | 密度 |
霍尔流量 | 粉末流动性 |
根据 ASTM 标准进行的测试可验证粉末质量和批次一致性。
CoCrMo 与其他合金粉的比较
CoCrMo 与其他合金的比较如下:
合金 | 生物兼容性 | 实力 | 费用 | 可印刷性 |
---|---|---|---|---|
钴铬钼合金 | 优秀 | 中型 | 中型 | 良好 |
钛合金 Ti64 | 良好 | 低 | 高 | 公平 |
不锈钢 316L | 良好 | 中型 | 中型 | 优秀 |
铬镍铁合金 718 | 贫穷 | 高 | 高 | 良好 |
在许多应用中,钴铬钼合金都是生物相容性、强度和可印刷性的最佳组合。
用于 AM 的 CoCrMo 粉末的优缺点
优点 | 缺点 |
---|---|
优异的生物相容性和耐腐蚀性 | 高温能力有限 |
极佳的耐磨性 | 印刷过程中容易产生气孔 |
可随时进行 3D 打印和焊接 | 需要在受控气氛下处理 |
与钛合金相比具有成本优势 | 经常需要后期处理 |
可与锻造材料特性相匹配 | 断裂韧性低于不锈钢 |
CoCrMo 可实现功能性金属植入物和部件,但加工要求受到控制。
有关钴铬钼粉的常见问题
问:什么粒度范围最适合 3D 打印 CoCrMo 合金?
答:典型范围为 15-45 微米。它具有良好的粉末流动性和高分辨率与密度。
问:钴铬钼 AM 零件采用哪些后处理方法?
答:热等静压、热处理、表面加工和抛光是常用的后处理工序,以达到充分的密度和表面光洁度。
问:哪些金属 3D 打印工艺与 CoCrMo 合金兼容?
答:选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)和电子束熔化(EBM)都可以加工钴铬钼粉末。
问:哪些行业使用快速成型钴铬钼合金部件?
答:医疗、牙科、航空航天、汽车、石油和天然气以及工业部门都受益于 3D 打印钴铬钼合金零件。
问:在 3D 打印过程中,CoCrMo 是否需要支撑结构?
答:是的,悬臂和内部通道需要支撑,以防止变形,并便于印刷后拆卸。
问: 印刷钴铬钼粉末时会出现哪些缺陷?
答:潜在缺陷包括气孔、开裂、变形、不完全融合和表面粗糙。大多数缺陷都可以通过优化参数来避免。
问:对 CoCrMo 合金进行哪种类型的生物相容性测试?
答:按照 ISO 10993 等标准进行细胞毒性、致敏性、刺激性、全身毒性、遗传毒性和植入试验。
问:与铸造合金相比,印刷钴铬钼合金的性能如何?
答:经过优化后,AM CoCrMo 部件的机械性能可达到或优于铸造和退火部件。
问:钴铬合金 F75 和 SP2 的主要区别是什么?
答:F75 的碳含量较高,机加工性能更好,而 SP2 的碳含量较低,加上铌元素可改善印刷过程中的颗粒熔化性能。
问:3D 打印钴铬钼合金部件的预期密度是多少?
答:CoCrMo 可以达到高于 99% 的密度,但必须有适合合金的理想参数,并与锻造材料的特性相匹配。
增材制造解决方案的领先供应商,总部位于中国青岛。